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编程问答

JAVA不借助第三个变量实现两个变量交换的思考

發(fā)布時(shí)間:2025/4/16 编程问答 18 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 JAVA不借助第三个变量实现两个变量交换的思考 小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.
網(wǎng)上存在三種方法: 1) 算術(shù)運(yùn)算
簡單來說,就是通過+和-運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)。代碼如下:

int a,b; a=10;b=12; a=b-a;?? //a=2;b=12 b=b-a;?? //a=2;b=10 a=b+a;?? //a=12;b=10
通過以上運(yùn)算,a和b中的值就進(jìn)行了交換。表面上看起來很簡單,但是不容易想到,尤其是在習(xí)慣標(biāo)準(zhǔn)算法之后。

此算法與標(biāo)準(zhǔn)算法相比,多了三個(gè)計(jì)算的過程,但是沒有借助臨時(shí)變量。(以下稱為算術(shù)算法)

2) 指針操作
對指針的操作實(shí)際上進(jìn)行的是整數(shù)運(yùn)算。比如:兩個(gè)int指針相減得到一個(gè)整數(shù)N,該整數(shù)表示兩個(gè)指針變量在內(nèi)存中的儲存位置隔了N*sizeof(int)個(gè)字節(jié);int指針和一個(gè)整數(shù)相加,例如“a+10”表示以a為基地址,偏移為10*sizeof(int)處的int變量。所以我們完全可以通過和算術(shù)算法類似的運(yùn)算來完成指針變量值的交換,從而達(dá)到交換變量的目的。即:

int *a,*b;??? a=new int(10);??? ??? //給指針賦值 b=new int(20);??? ??? //a=0x00030828,b=0x00030840 a=(int*)(b-a);??? ??? //a=0x00000006 b=(int*)(b-int(a));?? //b=0x00030828 a=(int*)(b+int(a));?? //a=0x00030840
需要注意的是:最后三句話中,只有第一句是兩個(gè)指針之間的計(jì)算,其他都是指針和整數(shù)的計(jì)算,否則會導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤,嚴(yán)重導(dǎo)致系統(tǒng)出錯(cuò)。

通過以上運(yùn)算a、b的地址就完成了交換,a指向了原先b指向的值,b指向原先a指向的值!

此算法同樣沒有使用第三變量就完成了值的交換,與算術(shù)算法比較它顯得不好理解,但是它有它的優(yōu)點(diǎn)即在交換很大的數(shù)據(jù)類型時(shí),比如說自定義的大型結(jié)構(gòu)或者類,它的執(zhí)行速度比算術(shù)算法快。因?yàn)樗粨Q的時(shí)地址,而變量值在內(nèi)存中是沒有移動過的。(以下稱為地址算法)

3) 位運(yùn)算
通過異或運(yùn)算也能實(shí)現(xiàn)變量的交換,這也許是最為神奇的,請看以下代碼:

int a=10,b=12;? //a=1010^b=1100; a=a^b;??? //a=0110^b=1100; b=a^b;??? //a=0110^b=1010; a=a^b;??? //a=1100=12;b=1010; ? 如果仔細(xì)思考,可以發(fā)現(xiàn)實(shí)際上有無數(shù)種方法。為什么需要第三個(gè)變量?我想這是絕大多數(shù)初學(xué)編程時(shí)都思考過的問題。我本身是做信號的,所以從信息的角度來分析。兩個(gè)變量,必然存在兩份信息(姑且以份為單位),如果直接交換,a=b,則a原來的信息丟失,所以引入一個(gè)臨時(shí)變量來保存a的信息,以確保信息完整性。也就是說,temp的作用就是保存交換過程可能損失的信息量,那么只要這個(gè)信息量不損失,則無需temp.做編解碼的人都知道,編碼的是殘差數(shù)據(jù)。殘差數(shù)據(jù)包含的就是那額外的信息量。那么,完全可以在交換過程中傳遞額外信息,也就是a,b之間的耦合信息,則交換過程不會發(fā)生信息丟失,也就無需第三個(gè)變量。這耦合信息可以是a-b,也可以是a^b,還可以是a*b.如: a=a*b; a=a/b; b=a/b; 同樣可以完成交換(僅提供思路,未考慮除0溢出等問題)。舉一反三,可以有無窮種方法,但原理都是一樣的。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的JAVA不借助第三个变量实现两个变量交换的思考的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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